質問をすることでしか得られない、回答やアドバイスがある。

15分調べてもわからないことは、質問しよう!

ただいまの
回答率

88.36%

pythonのplot_surfaceでは内部でどのような計算をしているのでしょうか?

解決済

回答 1

投稿

  • 評価
  • クリップ 0
  • VIEW 2,101

uc200

score 32

pythonのplot_surfaceの使い方がよく分かりません。

python3を使っております。ググったところ、matplotlibで球を書くには下のようなコードを書けばよいと出てきました。しかし、ここではplot_surfaceの引数として、x、y、zそれぞれに行列を用いています。これは、内部でどのような計算を行い、グラフをプロットしているのでしょうか?どなたか分かる方ご教授お願いします。
よろしくお願いします。

該当のソースコード

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np


fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')

# Make data
u = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100)
v = np.linspace(0, np.pi, 100)
x = 10 * np.outer(np.cos(u), np.sin(v))
y = 10 * np.outer(np.sin(u), np.sin(v))
z = 10 * np.outer(np.ones(np.size(u)), np.cos(v))

# Plot the surface
ax.plot_surface(x, y, z, color='b')

plt.show()

補足情報(言語/FW/ツール等のバージョンなど)

より詳細な情報

  • 気になる質問をクリップする

    クリップした質問は、後からいつでもマイページで確認できます。

    またクリップした質問に回答があった際、通知やメールを受け取ることができます。

    クリップを取り消します

  • 良い質問の評価を上げる

    以下のような質問は評価を上げましょう

    • 質問内容が明確
    • 自分も答えを知りたい
    • 質問者以外のユーザにも役立つ

    評価が高い質問は、TOPページの「注目」タブのフィードに表示されやすくなります。

    質問の評価を上げたことを取り消します

  • 評価を下げられる数の上限に達しました

    評価を下げることができません

    • 1日5回まで評価を下げられます
    • 1日に1ユーザに対して2回まで評価を下げられます

    質問の評価を下げる

    teratailでは下記のような質問を「具体的に困っていることがない質問」、「サイトポリシーに違反する質問」と定義し、推奨していません。

    • プログラミングに関係のない質問
    • やってほしいことだけを記載した丸投げの質問
    • 問題・課題が含まれていない質問
    • 意図的に内容が抹消された質問
    • 過去に投稿した質問と同じ内容の質問
    • 広告と受け取られるような投稿

    評価が下がると、TOPページの「アクティブ」「注目」タブのフィードに表示されにくくなります。

    質問の評価を下げたことを取り消します

    この機能は開放されていません

    評価を下げる条件を満たしてません

    評価を下げる理由を選択してください

    詳細な説明はこちら

    上記に当てはまらず、質問内容が明確になっていない質問には「情報の追加・修正依頼」機能からコメントをしてください。

    質問の評価を下げる機能の利用条件

    この機能を利用するためには、以下の事項を行う必要があります。

回答 1

checkベストアンサー

0

推測を含めて大雑把な考えをコメントしてみます。

この例だと、極座標を使っているようです。

wikiの記号を借り、uはθで、vはφと考えますと、θの範囲を0~π、φの範囲を0~2πに変化させ中心からみた3次元的な全方位を100分割した座標値の並びをまずはu,vへそれぞれ設定していると思います。

outerでu,vのouter productを取ればθとφの全ての組み合わせ(つまり各々の方向)についての計算ができます。それを使って中心からみた各方向と球体表面の交点のx, y, z座標をそれぞれ求めると同時にθとφの組み合わせによるメッシュを表す2次元配列が出来上がります。

ここからは推測ですが、plot_surfaceにメッシュの3次元座標を最初の3つの引数に渡すと、例えば各メッシュを表す4角形を半分に分割して2つの三角形にし、それを平行投影のような投影計算により2Dに変換し、陰面処理を施すためにZバッファ法などを用いてプロットしているといった感じではないかと思います。pythonのmatplotlibの実装について知識がないのですが、ひょっとしてOpenGLなどのグラフィックライブラリーを使っているならメッシュからの2D変換はソフトウェアでちまちま計算しているのではなくGPUがやってくれているのかも知れません。

matplotlibのページをみるとOpenGLがどのプラットフォームでも使われているわけではなさそうですが、使われているプラットフォームがあるかどうかも自分にはわかりませんでした。


補足: 極座標といいましたが同じことを「地球表面の緯度、経度」と言った方がイメージがわきやすいかも知れませんね。

投稿

編集

  • 回答の評価を上げる

    以下のような回答は評価を上げましょう

    • 正しい回答
    • わかりやすい回答
    • ためになる回答

    評価が高い回答ほどページの上位に表示されます。

  • 回答の評価を下げる

    下記のような回答は推奨されていません。

    • 間違っている回答
    • 質問の回答になっていない投稿
    • スパムや攻撃的な表現を用いた投稿

    評価を下げる際はその理由を明確に伝え、適切な回答に修正してもらいましょう。

  • 2017/06/20 19:27

    ところで、多分qiitaに同じ内容を投稿されていると思います。qiitaは情報発信のサイトであってQ&Aサイトではありませんので、そちら記事はなんとかした方がよい気がしました。
    万一違っていたらスミマセン。

    キャンセル

  • 2017/06/26 13:40

    ありがとうございます!
    おかげ様ですっきりしました

    キャンセル

15分調べてもわからないことは、teratailで質問しよう!

  • ただいまの回答率 88.36%
  • 質問をまとめることで、思考を整理して素早く解決
  • テンプレート機能で、簡単に質問をまとめられる

関連した質問

同じタグがついた質問を見る